蠕虫钳子可以激发更好的航天器材料

日期:2017-05-01 11:46:32 作者:公乘焘了 阅读:

作者:Rachel Courtland(图片来源:C Broomell)这幅令人惊艳的杯子(右图)可能不会获得任何美容奖项但这种蠕虫的超强口器可能是开发一种用于飞机和航天器的新型坚韧轻质材料的关键这种蠕虫 - 被称为沙虫或苔藓(Nereis virens) - 利用它的下颚和钳子钻入北大西洋的浅水沉积物中它的下颚由约90%的蛋白质组成,这使得它们不会比人的指甲更能抵抗屈曲和穿透但是这种蛋白质是用金属强化的,产生的硬度比现有的人造聚合物硬三倍分子生物学家Chris Broomell在加州大学圣巴巴拉分校的研究生时发现了这种蠕虫超级钳子的本质他和他的同事发现蠕虫颌骨中的蛋白质含有高水平的氨基酸,称为组氨酸材料中的少量锌充当胶水,从相邻蛋白质中结合组氨酸分子蛋白质之间的这些附着形成了交叉支撑的基质,似乎使蠕虫的下颚具有强度 Broomell建议通过复制蠕虫的方法强化人造材料改变金属量会改变材料的强度 “你可以通过增加或减少金属来上下切换属性,”Broomell告诉“新科学家”杂志 “这意味着我们可以通过一种便宜且易于操作的方式调节材料性能,但不会产生大量有毒副产品”理论上,颚材料的结构可能会被模仿加载聚合物与有机分子,可以结合金属离子这可以产生具有类似韧性的聚合物密歇根大学安娜堡分校的安东尼瓦斯,致力于用纳米粒子增强聚合物,他说,模仿蠕虫颚的结构将是一种加强材料的新方法然而,他指出,谈论应用程序可能为时过早,因为我们对蠕虫材料的属性知之甚少到目前为止,Broomell及其同事只能通过其抗压力来判断蜗杆颚的刚度他们还不知道在牙齿断裂之前可以向牙齿施加多大的力或它们变形的容易程度麻烦的是,牙齿状的钳口只有几毫米长,它们的几何形状不允许这样的测量 “我们喜欢拥有那种数据,但我们无法访问它们,”Broomell告诉“新科学家”杂志该团队希望创建一种合成版本的牙齿,用于测试这些其他属性,并更清楚地了解材料的潜在应用范围布鲁梅尔说,这种材料也可能表现出一些自我修复的特性虽然没有直接观察到这种行为,但是蠕虫下颌中的交叉链接类似于已知在撕裂后重新密封的其他生物材料,如贻贝用于附着到表面的线期刊参考文献:Biomacromolecules(DOI: